(57)【要約】【課題】  セラミックグリーンシートを複数枚積層して一体化し焼成して成るセラミック構造体に関し、詳細には焼成後に特別な表面処理等を必要とせず、直角度、平面度および寸法精度が高い焼結面から形成される表面の凸部を有するセラミック構造体およびその製造方法を提供すること。【解決手段】  本発明のセラミック構造体は、樹脂シートにセラミックグリーンシートの凸部となる部位を載置し、セラミックグリーンシートを複数枚積層し、セラミックグリーンシートの積層体を焼成する際に樹脂シートを熱分解させて除去することによって製造され、凸部はその内面が焼結されたままの焼結面から成る状態において、セラミック構造体の表面と凸部とのなす角度が９０°±３°以内、凸部の側面および上面の平面度が３０μｍ以下、面同士の間の角部の曲率半径が５０μｍ以下である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に凸部が形成されているとともに該凸部の側面が前記表面に対して略垂直であるセラミック構造体であって、前記凸部の表面が焼結されたままの焼結面からなる状態において前記凸部の側面と前記セラミック構造体の表面とのなす角度が９０°±３°であることを特徴とするセラミック構造体。
【請求項２】
前記凸部の側面の平面度が３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のセラミック構造体。
【請求項３】
前記凸部の上面の平面度が３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のセラミック構造体。
【請求項４】
前記凸部の側面と前記セラミック構造体の表面との間の角部の曲率半径が５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のセラミック構造体。
【請求項５】
前記凸部の各面同士の間の角部の曲率半径が５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のセラミック構造体。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のセラミック構造体の製造方法であって、樹脂シートに打ち抜き型を用いて貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔が形成された前記樹脂シート上にセラミックグリーンシートを載置する工程と、前記打ち抜き型を用いて前記セラミックグリーンシート側から押圧することにより前記セラミックグリーンシートの一部を前記樹脂シートの前記貫通孔に嵌め込んで樹脂シート−セラミックグリーンシート複合体を作製する工程と、前記樹脂シート−セラミックグリーンシート複合体を少なくとも１層含む積層体を作製する工程と、前記樹脂シートを熱分解し除去する脱バインダー工程と、前記積層体を焼成する工程とを具備することを特徴とするセラミック構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックグリーンシートを複数枚積層して一体化し焼成して成るセラミック構造体に関し、詳細には焼成後の直角度、平面度および寸法精度が高い焼結面から形成される表面の凸部構造を有するセラミック構造体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面に凸部を有するセラミック構造体の用途としては、例えば、ディスプレイ等の背面板等が挙げられ、最近では複数の面の表面に浮島状の凸部を有した三次元構造からなる複雑な形状のセラミック構造体への要求も高まりつつある。例えば半導体素子、センサーおよび各種電子部品等を搭載する電子部品用パッケージ等の分野では、多機能・高機能化と小型・低背化を両立させるために、パッケージの三次元構造化が進んでいる。
【０００３】
このようなセラミック構造体の構成は、例えば電子部品用パッケージの場合、絶縁層が複数積層された絶縁体の表面または内部にメタライズ配線層が配設された構成である。絶縁層としては、アルミナセラミックス等のセラミックスから成るものが多用され、さらに最近では、銅メタライズと同時焼成が可能なガラスセラミック構造体から成る絶縁層を積層した絶縁体を用いたものも実用化されている。
【０００４】
このようなセラミック構造体の製造においては、所定比率で調合したセラミック原料粉末に適当な樹脂バインダーを添加し、有機溶媒中に分散させることによりスラリーを調製し、従来周知のドクターブレード法やリップコーター法等のキャスト法により、所定厚みのセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）を成形する。
【０００５】
次に、メタライズ配線層として、適当な金属粉末に樹脂バインダー、溶剤、可塑剤を添加混合して得た金属ペーストを上記のグリーンシートに周知のスクリーン印刷法により、所定形状のパターンに印刷塗布するとともに、マイクロドリルやレーザで貫通孔（スルーホール）を形成し、この貫通孔内に金属ペーストを充填して貫通導体（ビア導体、ビアホール）を形成する。
【０００６】
続いて、表面に凸部を形成するために、グリーンシートの所定の箇所に貫通穴を打ち抜き加工で形成する。その後、貫通穴が形成されたグリーンシートを他のグリーンシートとともに、適当な密着液を用いて複数積層し、得られた凸部を具備するグリーンシート積層体を所定条件で焼成することによって、表面に凸部を有するセラミック構造体が得られる。
【０００７】
このようなセラミック構造体においては、近年、多機能・高機能化と小型・低背化を両立させるために、セラミック構造体の三次元構造化が進んでおり、積層等の加工の際にグリーンシートが変形することを防止することが不可欠となっている。さらに、焼成後の平面度が高い焼結面から形成される、寸法精度の高い凸部を複数有する三次元構造等の複雑形状のセラミック構造体への対応も望まれている。
【０００８】
しかしながら、凸部を有するセラミック構造体は、貫通孔が形成されたグリーンシートと貫通孔が形成されていないグリーンシートとを加圧し積層する際、貫通孔部分とそれ以外の部分で圧力差が生じることにより、圧力を受ないグリーンシート積層体の貫通孔の底部に膨らみが生じる場合がある。
【０００９】
また、上記問題を解決するために加圧圧力を低下させると、貫通孔の周辺部の密着に必要な圧力が減少することにより、グリーンシート間に剥離（デラミネーション）が生じるので、構造欠陥のない信頼性の高いセラミック構造体を得ることが困難であった。
【００１０】
さらに、凸部の幅が薄くて弱い場合、積層等の加圧時に変形する不具合や、同一のグリーンシート内に打ち抜き加工等で貫通加工することで複数の凸部を狭い間隔で形成する場合や、同一のグリーンシートに複数形成された凸部の間を金属刃等で切込みを入れてセラミック構造体の各個片に切断する加工（スナップ加工）を行った場合等の所謂生加工時に、凸部が変形する不具合が発生しやすくなる。
【００１１】
そこで、これらの問題を解決する手法として、焼成後に変形や膨らみが生じた部分を切削等で平坦化する方法や、凸部以外の部分に金型等を押し当てながら積層を行い、変形を抑制しながら製造する方法が一般的に行なわれている。一方、凸部以外の部分に未焼結粉体等を充填しながら均圧積層した後、未焼結粉体等を除去する方法が開示されている（例えば、特許文献２，３。）。この方法によれば、均圧積層が可能であるため、平面度や寸法精度に優れたセラミック成形体を得ることが可能となる。さらには、凸部以外の部分を薄い弾性シートで覆い、静水圧プレスで均圧積層する方法が開示されている（例えば、特許文献４。）。
【特許文献１】特開２００３−３３２７４１号公報
【特許文献２】特開２００１−３５８２４７号公報
【特許文献３】特開平８−２４５２６８号公報
【特許文献４】特開２００３−２８９１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、切削等の表面処理を行なう手法は、コスト高であった。また、金型を用いる方法もコスト高であるうえ、金型を押し当てる際に位置ズレを起こした場合、グリーンシートに傷がつく不具合があった。また、特許文献２，３の場合、焼成後に未焼結粉体等を除去する工程が必要であり、未焼結粉体等の除去が不十分な場合、絶縁不良等の様々な不具合を引き起こすおそれがあった。さらに、特許文献４の場合、凸部が薄くて弱い場合、過剰な圧力がかかって変形するおそれがあった。
【００１３】
従って、本発明は上記問題点に鑑み案出されたもので、その目的は、焼成後に特別な表面処理等を必要とせず、直角度、平面度および寸法精度が高い焼結面から形成される表面の凸部を有するセラミック構造体およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のセラミック構造体は、表面に凸部が形成されているとともに該凸部の側面が前記表面に対して略垂直であって、前記凸部の表面が焼結されたままの焼結面からなる状態において前記凸部の側面と前記セラミック構造体の表面とのなす角度が９０°±３°であることを特徴とする。
【００１５】
本発明のセラミック構造体は、前記凸部の側面の平面度が３０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１６】
本発明のセラミック構造体は、前記凸部の上面の平面度が３０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
本発明のセラミック構造体は、前記凸部の側面と前記セラミック構造体の表面との間の角部の曲率半径が５０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１８】
本発明のセラミック構造体は、前記凸部の各面同士の間の角部の曲率半径が５０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１９】
本発明のセラミック構造体の製造方法は、樹脂シートに打ち抜き型を用いて貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔が形成された前記樹脂シート上にセラミックグリーンシートを載置する工程と、前記打ち抜き型を用いて前記セラミックグリーンシート側から押圧することにより前記セラミックグリーンシートの一部を前記樹脂シートの前記貫通孔に嵌め込んで樹脂シート−セラミックグリーンシート複合体を作製する工程と、前記樹脂シート−セラミックグリーンシート複合体を少なくとも１層含む積層体を作製する工程と、前記樹脂シートを熱分解し除去する脱バインダー工程と、前記積層体を焼成する工程とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のセラミック構造体は、表面に凸部が形成されているとともに凸部の側面が表面に対して略垂直であって、凸部の表面が焼結されたままの焼結面からなる状態において凸部の側面とセラミック構造体の表面とのなす角度が９０°±３°、凸部の側面の平面度が３０μｍ以下、凸部の上面の平面度が３０μｍ以下、凸部の側面とセラミック構造体の表面との間の角部の曲率半径が５０μｍ以下、凸部の各面同士の間の角部の曲率半径が５０μｍ以下であることから、切削や表面処理等の特別な平坦化処理を行なう必要が無く、寸法精度の高いセラミック構造体を得ることができる。このため、表面の凸部の上面や側面に電子部品等を搭載する場合、ボンディング不良等の不具合を防ぐことができる。
【００２１】
さらに、本発明のセラミック構造体の製造方法は、樹脂シートに打ち抜き型を用いて貫通孔を形成する工程と、貫通孔が形成された樹脂シート上にセラミックグリーンシートを載置する工程と、打ち抜き型を用いてセラミックグリーンシート側から押圧することによりセラミックグリーンシートの一部を樹脂シートの貫通孔に嵌め込んで樹脂シート−セラミックグリーンシート複合体を作製する工程と、樹脂シート−セラミックグリーンシート複合体を少なくとも１層含む積層体を作製する工程と、樹脂シートを熱分解し除去する脱バインダー工程と、積層体を焼成する工程とを具備することから、均圧積層が可能となり、凸部に変形が無く、層間剥離もないセラミック構造体を形成することが可能となる。また、熱分解可能な樹脂シートを使用するため、凸部以外の部分に充填された樹脂シートを除去することなく積層体を一括焼成すればよく、工程の削減が可能となる。
【００２２】
また、本発明のセラミック構造体の製造方法は、まず、樹脂シートに打ち抜き型を用いて貫通孔を形成し、引き続いて貫通孔が形成された樹脂シート上にセラミックグリーンシートを載置して打ち抜き型を用いてセラミックグリーンシート側から押圧することによりセラミックグリーンシートの一部を樹脂シートの貫通孔に嵌め込んで樹脂シート−セラミックグリーンシート複合体を作製するため、セラミック構造体の凸部を形成するためのセラミックグリーンシートに加えられる、打ち抜き金型による剪断履歴は１回で済むため、セラミック構造体の凸部の変形をより抑えることが可能であり、特に優れた直角度を有する凸形状を実現する上で、有効な手段である。従って、凸部が薄くて弱い場合でも、直角度、平面度および寸法精度が高い焼結面から形成される表面の凸部を有するセラミック構造体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明のセラミック構造体およびその製造方法について以下に詳細に説明する。
【００２４】
先ず、セラミック構造体を作製するためのグリーンシートを以下のようにして作製する。グリーンシートの原料粉末、例えば、セラミック粉末およびガラス粉末の少なくとも一方に対し、所望により焼結助剤となるセラミック粉末を添加、混合した混合物に、樹脂バインダー、可塑剤等の添加剤、有機溶剤等を加えてスラリーを調製する。その後、このスラリーを用いてドクターブレード法、圧延法、プレス法等の成形法により所定の厚みのグリーンシートを成形する。
【００２５】
次に、電気配線等を形成する場合、上記のグリーンシートに打ち抜き加工を施すことにより、上下の配線導体層を接続するビアホールとなる貫通孔を形成し、この貫通孔内に導体ペーストを充填する。
【００２６】
なお、セラミック粉末としては、金属もしくは非金属の酸化物または非酸化物の粉末が挙げられる。また、これらの粉末の組成は単一組成、化合物の状態のものを単独または混合して使用してもよい。具体的には、Ｌｉ，Ｋ，Ｍｇ，Ｂ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ｃａ，Ｂｒ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｇａ，Ｉｎ，ランタノイド，アクチノイド，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｂｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、硫化物等が挙げられる。
【００２７】
さらに具体的には、ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，ＴｉＯ2とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、ＺｎＯ，ＭｇＯ，ＭｇＡｌ2Ｏ4，ＺｎＡｌ2Ｏ4，ＭｇＳｉＯ3，Ｍｇ2ＳｉＯ4，Ｚｎ2ＳｉＯ4，Ｚｎ2ＴｉＯ4，ＳｒＴｉＯ3，ＣａＴｉＯ3，ＭｇＴｉＯ3，ＢａＴｉＯ3，ＣａＭｇＳｉ2Ｏ6，ＳｒＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8，ＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8，ＣａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8，Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18，Ｚｎ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18，ＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4，ＳｉＣ、更には、Ａｌ2Ｏ3およびＳｉＯ2から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等が挙げられ、用途に合わせて選択することができる。
【００２８】
また、ガラス粉末としては、例えばＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系，ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3系，ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎである），ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｍ1Ｏ−Ｍ2Ｏ系（但し、Ｍ1，Ｍ2は同じかまたは異なるものであり、Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎである），ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−Ｍ1Ｏ−Ｍ2Ｏ系（但し、Ｍ1，Ｍ2は上記と同じ），ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｍ3Ｏ系（但し、Ｍ3はＬｉ，ＮａまたはＫである），ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−Ｍ3Ｏ系（但し、Ｍ3は上記と同じ），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス，アルカリ金属酸化物，アルカリ土類金属酸化物，希土類酸化物の群から選ばれる少なくとも１種を含有するガラスが好ましい。これらのガラスは焼成処理することによって非晶質ガラスとなるもの、また焼成処理によって、リチウムシリケート，クォーツ，クリストバライト，コージェライト，ムライト，アノーサイト，セルジアン，スピネル，ガーナイト，ウイレマイト，ドロマイト，ペタライトやその置換誘導体の結晶を少なくとも１種を析出する結晶化ガラスが用いられる。
【００２９】
セラミック粉末とガラス粉末の混合割合は通常のガラスセラミック構造体材料に用いられる割合であり、重量比で６０：４０〜１：９９であるのが好ましい。
【００３０】
また、助剤成分としては、Ｂ2Ｏ3，ＺｎＯ，ＭｎＯ2，アルカリ金属酸化物，アルカリ土類金属酸化物，希土類金属酸化物等が挙げられ、用途に合わせて選択することができる。
【００３１】
また、本発明のセラミック構造体を圧電素子として使用する場合の材料としては、チタン酸バリウムやジルコン酸鉛−チタン酸鉛系固溶体などの灰チタン石型構造の結晶などが挙げられ、具体的にはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）およびチタン酸ジルコン酸ランタン鉛（ＰＬＺＴ）などのチタン酸ジルコン酸塩、またはチタン酸鉛などが挙げられる。
【００３２】
一方、グリーンシートの樹脂バインダーとしては、例えば、アクリル系（アクリル酸、メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体、具体的にはアクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸エステル共重合体、アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等）、ポリビニルアセタール系、セルロース系、ポリビニルアルコール系、ポリ酢酸ビニル系、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンカーボネート系等の単独重合体または共重合体が挙げられ、これらの中から選ばれる少なくとも１種を含有させておくことが好ましい。
【００３３】
アクリル系の具体例としては、メチルアクリレート，メチルメタクリレート，エチルアクリレート，エチルメタクリレート，ｎ−プロピルアクリレート，ｎ−プロピルメタアクリレート，イソプロピルアクリレート，イソプロピルメタクリレート，ｎ−ブチルアクリレート，ｎ−ブチルメタクリレート，イソブチルアクリレート，イソブチルメタクリレート，ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート，ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート，シクロヘキシルアクリレート，シクロヘキシルメタクリレート，２−エチルヘキシルアクリレート，２−エチルヘキシルメタクリレート，イソノニルアクリレート，イソノニルメタクリレート，イソデシルアクリレート，イソデシルメタクリレート等が挙げられ、これらアクリル酸エステルやメタクリル酸アルキルエステルを主鎖とする共重合体には、カルボン酸基，アルキレンオキサイド基，水酸基，グリシジル基，アミノ基またはアミド基を含有するモノマーが共重合成分として含まれているものを好適に用いることができる。
【００３４】
カルボン酸基を有するものとしては、例えば、アクリル酸，メタクリル酸，マレイン酸，イタコン酸，フマル酸等が挙げられ、アルキレンオキサイドを有するものとしては、メチレンオキサイド，エチレンオキサイド，プロピレンオキサイド等があり、水酸基を有するものとしては、２−ヒドロキシエチルアクリレート，２−ヒドロキシエチルメタクリレート，２−ヒドロキシブチルアクリレート，２−ヒドロキシブチルメタクリレート，ジエチレングリコールモノアクリレート，ジエチレングリコールモノメタクリレート，グリセリンモノアクリレート，グリセリンモノメタクリレート，トリメチロールプロパントリアクリレート，トリメチロールプロパントリメタクリレート等があり、グリシジル基を有するものとしては、グリシジルアクリレート，グリシジルメタクリレート等があり、アミノ基またはアミド基を有するものとしては、ジメチルアミノエチルアクリレート，ジメチルアミノエチルメタクリレート，ジエチルアミノエチルアクリレート，ジエチルアミノエチルメタクリレート，Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチルアクリレート，Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチルメタクリレート，アクリルアミド，シクロヘキシルアクリルアミド，シクロヘキシルメタクリルアミド，Ｎ−メチロールアクリルアミド，ジアセトンアクリルアミド等がある。
【００３５】
これらアクリル酸エステルやメタクリル酸アルキルエステルを主鎖とする共重合体には、他の共重合可能なアクリロニトリル，スチレン，エチレン，酢酸ビニル，ｎ−ビニルピドリドン等を共重合させても良い。
【００３６】
ポリビニルアセタール系の具体例としては、ポリビニルブチラール，ポリビニルエチラール，ポリビニルプロピラール，ポリビニルオクチラール，ポリビニルフェニラール等やその誘導体等が挙げられる。
【００３７】
セルロース系の具体例としては、メチルセルロース，エチルセルロース，カルボキシメチルセルロース，ヒドロキシプロピルセルロース，ヒドロキシプロピルメチルセルロース，ニトロセルロース，酢酸セルロース等が挙げられる。
【００３８】
次に、メタライズ配線やビア導体等の導体部を形成する場合の導体ペーストとしては、例えばＡｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｗ，Ｍｏ，Ｎｉ，ＡｌおよびＰｔ等の金属粉末の１種または２種以上が挙げられ、２種以上の場合は混合、合金等のいずれの形態であってもよい。これらの金属粉末を樹脂バインダー，溶剤，可塑剤，分散剤等を混合したものが好適に使用できる。
【００３９】
導体ペーストの樹脂バインダーとしては、アクリル系，ポリビニルアセタール系，セルロース系等の単独重合体または共重合体が挙げられ、これらの中から選ばれる少なくとも１種を含有する。
【００４０】
アクリル系の具体例としては、アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体、具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等が挙げられ、これらの共重合体には、水酸基，カルボン酸基，アルキレンオキサイド基，グリシジル基，アミノ基，アミド基等を適宜導入しても良い。これらを導入することで、セラミックスとの分散性を向上させる効果や、粘性やチキソ性を向上させる効果が期待できる。また、熱分解性や各種溶剤への溶解性等の性能を損なわない範囲内であれば、アクリル樹脂と共重合が可能である、スチレン，α−メチルスチレン，アクリロニトリル，エチレン，酢酸ビニル，ポリビニルアルコール，ｎ−ビニルピロリドン等を適宜導入しても良い。これらのアクリル樹脂のうち、必要に応じて単独または２種以上を適宜選択して使用することができる。
【００４１】
導体ペーストの溶剤としては、テルピネオール，ジヒドロテルピネオール，エチルカルビトール，ブチルカルビトール，カルビトールアセテート，ブチルカルビトールアセテート，ジイソプロピルケトン，メチルセルソルブアセテート，セルソルブアセテート，ブチルセルソルブ，ブチルセルソルブアセテート，シクロヘキサノン，シクロヘキサノール，イソホロン，シプロピレングリコール，プロピレングリコールモノメチルエーテル，プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート，ブチルカルビトールメチル−３−ヒドロキシヘキサノエート，トリメチルペンタンジオールモノイソブチレート，パイン油，ミネラルスピリット等の高沸点溶剤が好適に使用できる。
【００４２】
樹脂バインダーは金属粉末１００重量部に対して０．５〜１５．０重量部、有機溶剤は固形成分および樹脂バインダー１００重量部に対して５〜１００重量部の割合で混合されることが好ましい。なお、この導体ペースト中には若干のガラス粉末や酸化物粉末等の無機成分を添加してもよい。この導体ペーストを、上記グリーンシートにスクリーン印刷法やグラビア印刷法等の公知の印刷手法を用いて、所定のパターンに印刷塗布する。
【００４３】
このようにして得られたグリーンシートに、樹脂バインダー，溶剤，可塑剤より成る適当な接着剤を塗布もしくは転写し、他のグリーンシートと加圧し積層することにより一体化し、グリーンシート積層体を作製する。得られたグリーンシート積層体を所定条件で焼成することにより、セラミック構造体が得られる。
【００４４】
次に、本発明のセラミック構造体の製造方法について図１及び図２を用いて説明する。
【００４５】
本発明においては、加圧積層前に焼成過程で熱分解する樹脂シート２の貫通孔３にグリーンシートを嵌め込む。これにより、加圧し積層する段階で樹脂シート２を通じて凸部の側壁や凸部が形成されていない部分の底部が加圧されるため、膨らみや変形が発生しない。また、グリーンシート積層体にデラミネーションが発生しないように高い積層圧力の加圧が可能となる。なお、本発明に適用可能な凸部の大きさに関しては、樹脂シート２に嵌め込めることができる大きさであれば、微細なものから比較的大きなものまで適用可能である。
【００４６】
次に、樹脂シート２の貫通孔３にグリーンシートを嵌め込む方法を述べる。貫通孔３は、打ち抜き金型の駆動部である上金型４と、打ち抜き金型の固定部である下金型６により主に構成される打ち抜き装置によって形成される。図１（ａ）に示すように、開口５が設けられた下金型６に樹脂シート２を載置し、図１（ｂ）に示すように、上金型４を樹脂シート２の上方から下方に向けて駆動することにより打ち抜き加工を行い、図１（ｃ）に示すように貫通孔３を形成し、貫通孔３が形成された樹脂シート２を得る。なお、打ち抜き装置は、上金型４を固定して下金型６を駆動可能としたものでもよい。
【００４７】
次に、図１（ｄ）に示すように、同じ打ち抜き装置を用いて、グリーンシート１を貫通孔３が形成された樹脂シート２に重ね、図１（ｅ）に示すように、上金型４を駆動することにより、グリーンシート１の打ち抜きと、打ち抜かれたグリーンシート１の貫通孔３への嵌め込みを同時的に行う。続いて、余分な部分のグリーンシート１を取り除いて、図１（ｆ）に示すように貫通孔３にグリーンシートが嵌め込まれた樹脂シート−グリーンシート複合体Ａを得る。
【００４８】
続いて、表面に凸部７を有するセラミック構造体の製造方法について、図２の工程図で説明する。最上層部の樹脂シート２ａが嵌め込まれた樹脂シート−グリーンシート複合体Ａ１と、最下層部の樹脂シート２ｂが嵌め込まれた樹脂シート−グリーンシート複合体Ａ２と、メタライズ層から成る配線導体層８およびビア導体９が形成されたグリーンシートＢ１，Ｂ２，Ｂ３とを一括積層し、グリーンシート積層体Ｃを得る。次に、グリーンシート積層体Ｃに嵌め込まれた最上層部の樹脂シート２ａを第一の脱バインダー工程で除去した（ｃ）の状態を経て、さらに第二の脱バインダー工程によって樹脂シート２ｂを取り除く。最後に、グリーンシート積層体を第三の脱バインダー工程を経てから焼成してセラミック構造体Ｄを得る。
【００４９】
このような本発明の製造方法により、凸部の上面のみならず、凸部の側壁や凸部が形成されていない部分の底部に対しても加圧されて膨らみや変形が発生することがないので、高い積層圧力の加圧が可能となり、デラミネーションが生じない条件でセラミック構造体Ｄが作製できる。
【００５０】
また、本発明のセラミック構造体の製造方法は、まず、樹脂シートに打ち抜き型を用いて貫通孔を形成し、引き続いて貫通孔が形成された樹脂シート上にセラミックグリーンシートを載置して打ち抜き型を用いてセラミックグリーンシート側から押圧することによりセラミックグリーンシートの一部を樹脂シートの貫通孔に嵌め込んで樹脂シート−セラミックグリーンシート複合体を作製するため、セラミック構造体の凸部を形成するためのセラミックグリーンシートに加えられる、打ち抜き金型による剪断履歴は１回で済むため、セラミック構造体の凸部の変形をより抑えることが可能であり、特に優れた直角度を有する凸形状を実現する上で、有効な手段である。従って、凸部が薄くて弱い場合でも、直角度、平面度および寸法精度が高い焼結面から形成される表面の凸部を有するセラミック構造体を得ることができる。
【００５１】
なお、本発明のセラミック構造体の製造方法における、樹脂シート−セラミックグリーンシート複合体の打ち抜き・嵌め込み方法を、逆転させたものを併用してもよい。即ち、図１（ｂ）の樹脂シート２の代わりに、まず、グリーンシート１を打ち抜き型で貫通してセラミック構造体の凸部以外の部分を形成し、続いて、得られたグリーンシート１の貫通孔に焼成過程で熱分解する樹脂シート２を嵌め込んだ樹脂シート−セラミックグリーンシート複合体を併用してもよい。この場合、セラミック構造体の凸部を形成するためのグリーンシート１に加えられる、打ち抜き金型による剪断履歴は、グリーンシート１を打ち抜いて貫通孔を形成する工程と形成された貫通孔に樹脂シートを嵌め込む工程の合計２回かかることになるため、セラミック構造体の凸部の角部となるグリーンシート１の貫通孔の壁部の強度が弱い場合は変形する恐れがある。そこで、良好な直角度を実現するために、図１の打ち抜き金型の駆動部である上金型４と打ち抜き金型の固定部である下金型６との隙間（クリアランス）を微調整することが好ましい。
【００５２】
次に、本発明のセラミック構造体を製造する際に用いる、樹脂シート２（２ａ，２ｂ）の製造方法について述べる。樹脂シート２（２ａ，２ｂ）は、樹脂ビーズと、樹脂バインダーと、可塑剤および滑剤の少なくとも一方とを含むことが好ましい。樹脂シート２（２ａ，２ｂ）に求められる特性としては、打ち抜き加工性（剪断加工性）、焼成工程での熱分解性が重要であり、良好な打ち抜き加工性を得るためには粉末状の樹脂ビーズの添加が有効である。樹脂シートの打ち抜きや切断等の剪断加工の際に、樹脂ビーズ間に存在する樹脂層を介して剪断方向にクラックが生じやすいため剪断加工が容易にできる。また、剪断方向以外に生じたクラックの伝播が樹脂ビーズの存在で抑えられるため、剪断方向以外へのクラック伝播を抑制し、所望の形状に剪断加工できることより、貫通孔と略同形状の樹脂シートの嵌め込みが可能となるので、グリーンシートを加圧し積層した際にグリーンシートの変形を防止できる。さらに、可塑剤および滑剤の少なくとも一方を含むことで、加工性をより一層向上させることが可能となる。可塑剤を含むことで、樹脂シートに柔軟性や可撓性を付与することができる。また、滑剤を含むことで、樹脂シートの剪断加工時に樹脂同士もしくは樹脂ビーズ間の滑りが良くなることから、剪断加工性が向上するとともに、樹脂シートの伸度を抑えることができるので寸法精度の高い加工が可能となる。
【００５３】
樹脂ビーズは、焼成時に良好な熱分解挙動を示すものであれば特に制限されないが、アクリル系，α−メチルスチレン系等が好ましい。また、樹脂ビーズの平均粒径は１〜２０μｍが好ましい。平均粒径が１μｍ未満の場合、樹脂ビーズの凝集が問題となり、平均粒径が２０μｍを超える場合、樹脂シート２（２ａ，２ｂ）の表面に突起が生じ易い。なお、樹脂ビーズとして中空構造のものを使用しても良い。この場合、脱脂の際に、樹脂ビーズの樹脂分が少なくて済むのでグリーンシートへのシートアタックが減少するという利点がある。
【００５４】
また、樹脂ビーズは、耐溶剤性の観点から架橋反応が生じたものが好ましい。但し、過度に架橋反応が進行している場合、熱分解性が劣化する傾向がある。
【００５５】
樹脂ビーズおよび樹脂バインダーを、トルエン，ベンゼン，キシレン等の芳香族炭化水素系、酢酸エチル，酢酸ブチル，酢酸イソブチル等のエステル系、メチルイソブチルケトン，メチルエチルケトン，アセトン等のケトン系、ヘキサン，ヘプタン等の脂肪族炭化水素系、ジエチルエーテル，ジプロピルエーテル，テトラヒドロフラン等のエーテル系、メタノール，エタノール，イソプロピルアルコール，ブタノール等のアルコール系、エチルセルソルブ等のセルソルブ系等から選ばれる１種若しくは２種以上の有機溶剤中に分散させる。
【００５６】
樹脂シート２（２ａ，２ｂ）に使用する樹脂バインダーとしては、熱分解性が優れるものであればよく、アクリル系，α−メチルスチレン系等が好ましい。アクリル樹脂としては、アクリル酸，メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体、具体的にはアクリル酸エステル共重合体，メタクリル酸エステル共重合体，アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。このようなものとして，メチルアクリレート，メチルメタクリレート，エチルアクリレート，エチルメタクリレート，ｎ−プロピルアクリレート，ｎ−プロピルメタアクリレート，イソプロピルアクリレート，イソプロピルメタクリレート，ｎ−ブチルアクリレート，ｎ−ブチルメタクリレート，イソブチルアクリレート，イソブチルメタクリレート，ｔ−ブチルアクリレート，ｔ−ブチルメタクリレート，シクロヘキシルアクリレート，シクロヘキシルメタクリレート，２−エチルヘキシルアクリレート，２−エチルヘキシルメタクリレート等がある。これらのアクリル樹脂のうち、必要に応じて単独または２種以上を適宜選択して使用することができる。その中でも、イソブチルメタクリレート系（ＩＢＭＡ）やメチルメタクリレート系（ＭＭＡ）樹脂バインダーの単体若しくは共重合体が特に好ましい。また、熱分解性を損なわない範囲内であれば、アクリル樹脂と共重合が可能である、スチレン，α−メチルスチレン，アクリロニトリル，エチレン等を適宜導入しても良い。これらの中から選ばれる少なくとも１種を含有する。
【００５７】
さらに、樹脂シート２（２ａ，２ｂ）に柔軟性や可とう性を与えるために加えられる可塑剤としては、樹脂シートの熱分解性を損なわないものであればよく、例えば、ジメチルフタレート，ジブチルフタレート，ジ−２−エチルヘキシルフタレート，ジヘプチルフタレート，ジ−ｎ−オクチルフタレート，ジイソノニルフタレート，ジイソデシルフタレート，ブチルベンジルフタレート，エチルフタリルエチルグリコレート，ブチルフタリルブチルグリコレート等のフタル酸エステル系や、ジ−２−エチルヘキシルアジペート，ジブチルジグリコールアジペート等の脂肪族エステル系があり、これらの中から選ばれる少なくとも１種を含有する。中でもジブチルフタレート（ＤＢＰ），ジ−２−エチルヘキシルフタレート（ＤＯＰ）等のフタル酸系エステル等の可塑剤が好ましい。
【００５８】
さらに、樹脂シート２（２ａ，２ｂ）の剪断加工性を向上させるために加えられる滑剤としては、樹脂シート２（２ａ，２ｂ）の熱分解性を損なわないものであればよく、例えば、ジエチレングリコール，トリエチレングリコール，ポリエチレングリコール，ジエチレングリコールメチルエーテル，トリエチレングリコールメチルエーテル，ジエチレングリコールエチルエーテル，ジエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル，トリエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル，エチレングリコールフェニルエーテル，エチレングリコール−ｎ−アセテート，ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル，ジエチレングリコールモノビニルエーテル等のエチレングリコール系、ジプロピレングリコール，トリプロピレングリコール，ポリプロピレングリコール，ジプロピレングリコールメチルエーテル，トリプロピレングリコールメチルエーテル，ジプロピレングリコールモノエチルエーテル，ジプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル，トリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル，プロピレングリコールフェニルエーテル，エチレングリコールベンジルエーテル，エチレングリコールイソアミルエーテル等のプロピレングリコール系、グリセリン，ジグリセリン，ポリグリセリン等のグリセリン系等が挙げられ、これらの中から選ばれる少なくとも１種を含有する。中でもポリエチレングリコール（ＰＥＧ），グリセリンが好ましい。
【００５９】
これら可塑剤や滑剤は必要最小限の添加量に止めることが好ましい。例えば、樹脂シートが接触する部位に微細な配線導体等の導体部が形成されている製品の焼成時において、溶融した樹脂シート２（２ａ、２ｂ）の組成物中に可塑剤や滑剤が多く残存している場合、それに接触する導体部中の樹脂バインダーを溶解させやすくなり、導体部の強度が低下することで導体部を変形させたり、断線させたりするなどの欠陥が生じるおそれがある。
【００６０】
上記有機溶剤中に、樹脂ビーズ１００重量部に対し、樹脂バインダーを４０〜８０重量部添加し、分散させた後、可塑剤や滑剤を合計量で５〜４０重量部添加して作成したスラリーを、従来周知のロールコーター，グラビアコーター，ブレードコーター等のコーティング方式により剥離剤処理を施したキャリアーシート上に塗布し、乾燥することにより樹脂シート２（２ａ，２ｂ）を得る。
【００６１】
樹脂シート２（２ａ，２ｂ）の熱分解性は、それが載置されるグリーンシートに含まれる樹脂バインダーおよび樹脂シートが接する導体部に含まれる樹脂バインダーよりも優れていることが好ましい。
【００６２】
具体的には、樹脂シート２（２ａ，２ｂ）の熱分解性は、樹脂シート２（２ａ，２ｂ）と接触するグリーンシートに含まれている樹脂バインダーよりも優れていることが好ましい。すなわち、グリーンシート中の樹脂バインダーが熱分解（脱脂）してグリーシート中の残存樹脂バインダー量が減少するに伴ってグリーンシートの強度が低下し、脆くなったグリーンシート上で遅れて樹脂シート２（２ａ，２ｂ）が熱分解した場合、加熱によって液状になった高粘度の樹脂シート２（２ａ，２ｂ）の溶融物が、脱脂後に脆くなったグリーンシートの表面で沸騰に伴う上下左右への振動運動を伴いながら熱分解するため、その熱分解部分に接するグリーンシートの表面が部分的にえぐり取られることでその表面が侵食破壊される現象を解消することができる。
【００６３】
一方、樹脂シートが接触する部位に配線導体等の導体部が形成されている場合、樹脂シート２（２ａ，２ｂ）の熱分解性は、それと接する導体部に含まれる樹脂バインダーよりも優れていることが好ましい。より具体的には、樹脂シート２（２ａ，２ｂ）と接する導体部に含まれる樹脂バインダーの２０％重量減少温度を、樹脂シート２（２ａ，２ｂ）が載置されるグリーンシートに含まれる樹脂バインダーの２０％重量減少温度以上になるように設定すれば良い。これによって、焼成の際に樹脂シート２（２ａ，２ｂ）の大半が熱分解した後に、導体部に含まれる導体ペースト用の樹脂バインダーの熱分解が開始されるため、大量の溶融した樹脂シート２（２ａ，２ｂ）の組成物が残存している段階では、それに接触する導体部中の樹脂バインダーは熱分解を開始していないことから、導体部の強度が十分維持される。従って、溶融した樹脂シート２（２ａ，２ｂ）の組成物が導体部中の樹脂バインダーを溶解させることで導体部を変形させたり、断線させたりするなどの欠陥のない信頼性の高いセラミック構造体を作製することが可能となる。
【００６４】
次に、樹脂シート２（２ａ，２ｂ）の熱分解性について詳細に説明する。樹脂シート２（２ａ，２ｂ）の熱分解は、最上層部２ａから順に下層部に向けて熱分解を開始し、最終的に最下層部２ｂで熱分解が完了することが好ましい。即ち、樹脂シート２の最上層部２ａは、最下層部２ｂよりも熱分解性の点で優れていることが好ましい。
【００６５】
樹脂シート２の最上層部２ａと最下層部２ｂの熱分解性に差を持たせることによる効果について説明する。
【００６６】
図２の工程図（ｃ）に示すように、グリーンシート積層体Ｃに嵌め込まれた最上層部の樹脂シート２ａが第一の脱バインダー工程で除去される工程では、最下層部の樹脂シート２ｂに隣接するグリーンシートおよび導体部は樹脂シート２ｂで保護されているため、樹脂シート２ａの熱分解過程で生じる溶融物によるダメージを受けることなく樹脂シート２ａを熱分解させることが可能となる。続く第二の脱バインダー工程によって最下層部の樹脂シート２ｂを取り除くことで、樹脂シート２ｂに隣接するグリーンシートおよび導体部は樹脂シート２の溶融物によるダメージを最小限に抑えることが可能となる。これらの効果は、グリーンシートの凸部７が形成されていない部分に嵌め込まれる樹脂シート２の量が多い場合に特に顕著である。
【００６７】
このように樹脂シート２の熱分解性に差を持たせる手段として、最上層部２ａと最下層部２ｂを構成する樹脂ビーズおよび樹脂バインダーの組み合わせの種類を変えることがある。即ち、最上層部の樹脂シート２ａの材料は最下層部の樹脂シート２ｂよりも熱分解性に優れたものを選定する。また、上述したように熱分解性に差を持たせるように樹脂シート２ａ，２ｂを個別に作製して組み合わせる方法に加えて、最下層部の樹脂シート２ｂの上部にテープ成形やコーティング等の手法によって最上層部の樹脂シート２ａを形成することで、樹脂シート２内部において熱分解性を傾斜的に変化させた樹脂シート２を用いても構わない。
【００６８】
なお、樹脂シート２ａ，２ｂの厚みについては、樹脂シート２ａが樹脂シート２ｂよりも厚いことが好ましい。つまり、最下層部の樹脂シート２ｂは、最上層部の樹脂シート２ａが第一の脱バインダー工程で熱分解している段階では、最下層部の樹脂シート２ｂの直下に存在するグリーンシートおよび導体部を保護するために、ある程度シート状態を保持していることが好ましいが、より好ましくは、第一の脱バインダー工程において、シート状態を最低限維持できる最小厚みの樹脂シート２ｂ上で、樹脂シート２ａを含む樹脂シート２の大部分を熱分解除去することである。これにより、第二の脱バインダー工程の際、樹脂シート２ｂの溶融物量を抑えることによって、その直下にあるグリーンシートや導体部への種々の不具合を防ぐことができる。
【００６９】
また、樹脂シート２ａ，２ｂを合わせた樹脂シート２の厚みｔ２は、表面の凸部７を形成するグリーンシートの厚みｔ１と同程度に設定することで均圧積層することができ、好ましい。実際は、積層圧力，積層温度等の積層条件によって、樹脂シート厚みｔ２とグリーンシート厚みｔ１との厚みバランスの最適比は若干異なるが、ｔ２が０．３ｔ１〜１．１ｔ１であることが好ましく、均圧積層の観点からは、より好ましくはｔ２が０．９ｔ１〜１．０ｔ１である。
【００７０】
さらに、樹脂シート２は、グリーンシートの凸部７が形成されていない部分の底部に載置されるが、少なくとも底面全面に樹脂シート２下面が接するように載置または設置されるのがよい。この場合、底面全面に積層圧力を加えることができ、その底面の変形を防止することができる。また、上記凸部７が形成されていない部分の少なくとも底面全面および内側面の下側全周に、樹脂シート２の下面および側面が接するように、樹脂シート２が載置または設置されるのがよい。この場合、上記凸部７が弱くても、積層圧力による凸部７の変形や破壊を防ぐことができる。さらには、上記凸部７が形成されていない部分の底面全面および内側面全周に、樹脂シート２の下面および側面が接するように、樹脂シート２が載置または設置されるのがよい。この場合、上記凸部７の全面の変形を防ぐことができる。
【００７１】
一方、図２の実施の形態では、樹脂シート２が最上層部の樹脂シート２ａと最下層部の樹脂シート２ｂとから成る場合について説明したが、最上層部の樹脂シート２ａと最下層部の樹脂シート２ｂとの間に、他の樹脂シートが設けられていてもよい。その場合、他の樹脂シートは、熱分解性が樹脂シート２ａ，２ｂのいずれか一方と同じであるか、樹脂シート２ａ，２ｂの中間的な熱分解性を有するものであることが好ましい。
【００７２】
以上のことから、本発明において、グリーンシート積層体を形成する各材料の熱分解性は、Ｎ２雰囲気中、昇温速度１０℃／分で６００℃まで熱重量示差熱分析（ＴＧ／ＤＴＡ）を差動型高温熱天秤（理学電機（株）製「ＴＧ８１２０」）で行った場合、樹脂シート２の最上層部の８０％重量減少温度をＴａ℃、最下層部の８０％重量減少温度をＴｂ℃、樹脂シート２が載置されるグリーンシートに含まれる樹脂バインダーの２０％重量減少温度をＴｃ℃としたときに、Ｔａ＜Ｔｂ≦Ｔｃの関係を満たすことが好ましい。また、樹脂シート２（２ａ，２ｂ）が６００℃以下において９９重量％以上熱分解することが好ましい。
【００７３】
一方、樹脂シート２が接触する部位に配線導体等の導体部が形成されている場合、導体部に含まれる樹脂バインダーの２０％重量減少温度をＴｃ℃以上に設定することが好ましい。
【００７４】
なお、本発明のセラミック構造体の焼成時における脱バインダー工程の温度プロファイルは、大半の樹脂シート２ａが熱分解する温度であるＴａ℃付近を所定時間、例えば１時間から６時間維持して十分に樹脂シート２ａを熱分解除去する第一の脱バインダー工程と、続けてＴｂ℃を所定時間、例えば１時間から６時間維持して十分に樹脂シート２ｂを熱分解除去する第二の脱バインダー工程と、続けてＴｃ℃を超える温度を所定時間、例えば１時間から６時間維持して行う第三の脱バインダー工程に分けて行うことが好ましい。このような保持時間は、樹脂バインダーの量及び材料によって上記範囲内で変化するものである。
【００７５】
これにより、大部分の樹脂シート２（２ａ，２ｂ）を熱分解させた後に、グリーンシートおよび導体部の樹脂バインダーが熱分解を開始することが可能となり、樹脂シート２（２ａ，２ｂ）の溶融物が残存する段階では、グリーンシートおよび導体部中の樹脂バインダーは熱分解を開始していないことから、十分な強度を維持できる。そのため、樹脂シート２（２ａ、２ｂ）の溶融物がそれに接触するグリーンシートおよび導体部を侵食破壊することを防ぐことができる。また、Ｔｃ℃を超える温度を所定時間維持することで、グリーンシートおよび導体部の樹脂バインダーも十分に熱分解させることができる。
【００７６】
このようにして得られた本発明によるセラミック構造体の凸部７は、その側面がセラミック構造体の表面に対して略垂直であって、凸部の表面が焼結されたままの焼結面からなる状態において上記凸部の側面と上記セラミック構造体の表面とのなす角度が９０°±３°であり、上記凸部の側面の平面度が３０μｍ以下、上記凸部の上面の平面度が３０μｍ以下であり、上記凸部の側面と上記セラミック構造体の表面との間の角部の曲率半径が５０μｍ以下、上記凸部の各面同士の間の角部の曲率半径が５０μｍ以下である。ここで言う平面度とは、日本工業規格に定義されたものに基づいたものである（例えば、参考文献１：「ＪＩＳ工業用語大辞典（第４版）」，ｐ１７４７，１９９５年、参考文献２：「ＪＩＳ  Ｂ６１９１（工作機械―静的精度試験方法及び工作精度試験方法通則）」，ｐ２０〜２６，１９９９年参照）。
【００７７】
このように本発明のセラミック構造体における凸部は、高い直角度、平面度および寸法精度を有する焼結面から成るため、切削や表面処理等の特別な平坦化処理を行なう必要が無い。従って、表面の凸部の上面や側面に電子部品等を搭載する場合、ボンディング不良等の不具合を防ぐことができるとともに、多機能・高機能化と小型・低背化を両立させるための、セラミック構造体の三次元構造化を実現することができる。
【００７８】
なお、本発明のセラミック構造体における凸部は、高い直角度、平面度および寸法精度を有する焼結面から成るため、切削や表面処理等の特別な平坦化処理を行なう必要が無いものであるが、さらに凸部の表面に軽く研磨処理や切削処理を施してもよい。その場合、さらに高い直角度、平面度および寸法精度が得られることとなる。
【実施例】
【００７９】
本発明のセラミック構造体およびその製造方法の実施例を以下に説明する。
【００８０】
（実施例１〜４）
表面に凸部７を有するセラミック構造体
［１．グリーンシートの準備］
ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＣａＯ，ＺｎＯ，Ｂ2Ｏ3からなるガラスセラミック原料粉末１００重量部に対して、メチルアクリレートとメチルメタクリレートの共重合組成物のバインダーを１１重量部、可塑剤としてフタル酸ジブチルを５重量部添加し、トルエンを有機溶剤としてボールミルにより３６時間混合しスラリーを調製した。得られたスラリーを用いてドクターブレード法により成形、乾燥して、厚さ０．２ｍｍ，０．３ｍｍ，０．８ｍｍのグリーンシートを作製した。次に、このグリーンシートに直径２００μｍの貫通孔（スルーホール）をパンチングで形成した。
【００８１】
続いて、下記スルーホール充填用の導体ペーストを、グリーンシートに形成されたスルーホールにスクリーン印刷法によって充填した。次に、下記配線用の導体ペーストを用いてスクリーン印刷法によって、それぞれ膜厚１５μｍの配線パターンを印刷塗布し、続いて温風乾燥炉を用いて８０℃で１時間乾燥させてメタライズ配線を形成した。
【００８２】
［２．導体ペーストの作製］
（２−１）スルーホール充填用の導体ペースト（ビア導体形成用の導体ペースト）
Ｃｕ粉体１００重量部に対し、メチルアクリレートとメチルメタクリレートの共重合組成物の樹脂バインダーを（グリーンシートと共通のものを使用）２重量部、テルピネオールおよびブチルカルビトールアセテートの混合溶剤を４重量部、フタル酸エステル系の可塑剤（ＤＯＰ：ジ−２−エチルヘキシルフタレート，ＤＢＰ：ジブチルフタレートの混合物）を２重量部添加し、これらを攪拌して混合した。その後、Ｃｕ粉体および樹脂バインダー等の凝集体がなくなるまで３本ロールミルで混合して導体ペーストを調製した。
【００８３】
（２−２）配線用の導体ペースト
Ｃｕ粉体１００重量部に対し、メチルアクリレートとメチルメタクリレートの共重合組成物の樹脂バインダーを（グリーンシートと共通のものを使用）３重量部、テルピネオールおよびブチルカルビトールアセテートの混合溶剤を１０重量部、フタル酸エステル系の可塑剤（ＤＯＰ，ＤＢＰの混合物）を１０重量部添加し、これらを攪拌して混合した。その後、Ｃｕ粉体および樹脂バインダー等の凝集体がなくなるまで３本ロールミルで混合して導体ペーストを調製した。
【００８４】
［３．樹脂シートの作製］
架橋イソブチルメタクリレートの樹脂ビーズ１００重量部に対して、樹脂バインダーとしてイソブチルメタクリレート５５重量部、ＤＯＰ５重量部、ポリエチレングリコール５重量部、メチルイソブチルケトン１５０重量部を加えた組成物を混合してスラリーとした。このスラリーを用いてドクターブレード法により成形し、乾燥して厚さ０．３ｍｍ，０．８ｍｍの樹脂シート２ａを作製した。
【００８５】
同様に、架橋ｎ−ブチルメタクリレートの樹脂ビーズ１００重量部に対して、樹脂バインダーとしてｎ−ブチルメタクリレート５５重量部、ＤＯＰ５重量部、ポリエチレングリコール５重量部、メチルイソブチルケトン１５０重量部を加えた組成物を混合してスラリーとした。このスラリーを用いてドクターブレード法により成形し、乾燥して厚さ０．２ｍｍの樹脂シート２ｂを作製した。
【００８６】
［４．凸部７を有するセラミック構造体の作製］
樹脂シート２ａ，２ｂを用いて図２のグリーンシート積層体を形成した。即ち、図１の打ち抜き法によって、樹脂シート２ａ，２ｂにグリーンシートを嵌めこんで表１に示す形態の樹脂シート−グリーンシート複合体Ａ１（縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ０．３ｍｍもしくは０．８ｍｍ、凸部：奥行５０ｍｍ×巾５ｍｍもしくは１０ｍｍ×高さ０．５ｍｍもしくは０．８ｍｍ）および樹脂シート−グリーンシート複合体Ａ２（縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ０．２ｍｍ、凸部：奥行５０ｍｍ×巾５ｍｍもしくは１０ｍｍ×高さ０．２ｍｍ）を作製した。
【００８７】
続いて、アクリル樹脂，溶剤，フタル酸エステル系の可塑剤より成る接着剤を塗布した樹脂シート−グリーンシート複合体Ａ１，Ａ２および厚さ０．２ｍｍであるグリーンシートＢ１，Ｂ２，Ｂ３を４．９ＭＰａの圧力で積層することにより、５枚のグリーンシートを一体化し、内部配線を有するグリーンシート積層体を作製した。表１に得られたグリーンシート積層体の、凸部７の高さＴ１および巾Ｗ１を示した。
【００８８】
次に、このグリーンシート積層体を、Ａｌ2Ｏ3系セッターに載置して窒素，水素，水蒸気の混合雰囲気焼成炉内にて、樹脂シート２ａの８０％重量減少温度Ｔａ℃付近である３１０℃で３時間保持して、十分に樹脂シート２ａの除去を行った後、樹脂シート２ｂの８０％重量減少温度Ｔｂ℃付近である３３０℃で３時間保持して、十分に樹脂シート２ｂの除去を行った。
【００８９】
その後、さらにグリーンシートに含まれる樹脂バインダーの２０％重量減少温度Ｔｃ℃を超える温度領域である８５０℃を３時間保持して、さらに脱バインダーを行い、続けて９５０〜１０００℃で焼成することで、種々の大きさの凸部７を有するセラミック構造体を作製した。
【００９０】
（比較例１〜４）
樹脂シート２ａ，２ｂを用いない以外は実施例１〜４と同様にしてセラミック構造体を作製した。
【００９１】
得られたセラミック構造体の評価結果を表１に示す。まず、凸部７の側面の最大反り部分（凹凸が最大となる先端部分）とセラミック構造体の表面とのなす角度を測定顕微鏡（「ＭＭ−６０」ニコン社製）に分度器表示目盛を装着して測定して結果を示した。また、凸部７を構成する面（上面および側面）の平面度は、日本工業規格に定義されたものに基づき、高速三次元形状測定システム（「ＥＭＳ９８ＡＤ−３Ｄ１００ＸＹ」コムス社製）を用いて評価した。なお、側面の平面度は構成する４面の平面度を平均して示した。一方、凸部７を構成する面同士の間の角部の曲率半径を、測定顕微鏡（「ＭＭ−６０」ニコン社製）で観察しながら測定した結果を平均値で示した。
【表１】
2006181743.tif 000003
【００９２】
表１より、実施例１〜４では、樹脂シート２を嵌め込んだ状態で加圧積層を行なったため変形が抑制されて、凸部７を形成する全ての面において、角度９０°±３°以内、平面度３０μｍ以内、曲率半径５０μｍ以内である、優れた直角度、平面度および寸法精度のセラミック構造体を得ることができた。
【００９３】
一方、比較例１〜４では、樹脂シート２を充填しなかったため、加圧積層時に凸部７が押しつぶされて側面が膨らむことで変形したため平面度が大きくなった。それに伴い、凸部７を構成する面同士の曲率半径も大きくなった。変形の度合いは、凸部７の上面は凸部７の高さＴ１が高いほど大きく、また、凸部７上面の巾Ｗ１は広いほど大きくなり、凸部７の側面は凸部７の高さＴ１が高いほど大きく、また、凸部７上面の巾Ｗ１は狭いほど大きくなった。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は本発明のセラミック構造体となる樹脂シートにグリーンシートが嵌め込まれた樹脂シート−グリーンシート複合体の作製方法を説明する各工程図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明の表面に凸部を有するセラミック構造体の製造方法を説明する各工程図である。
【符号の説明】
【００９５】
１：セラミックグリーンシート
２，２ａ，２ｂ：樹脂シート
３：貫通孔
４：上金型
５：開口
６：下金型６
７：凸部
８：配線導体層
９：ビア導体
Ａ，Ａ１，Ａ２：樹脂シート−グリーンシート複合体
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３：セラミックグリーンシート
Ｃ：セラミックグリーンシート積層体
Ｔ１：凸部の高さ
Ｗ１：凸部の上面の巾
Ｄ：表面に凸部を有するセラミック構造体
【図１】
2006181743.tif 000004
【図２】
2006181743.tif 000005